1.データ
下記の二つのデータを用いて､東京電力の需給状況をみてみる｡
(1)TEPCO : でんき予報｜過去の電力使用実績データ
2008年以降の365日×24時間毎の需給実績
(2)については東京を指定｡24時間毎のデータも入手可能だが､指定するのが面倒なので､1日毎のデータを用いる｡
ダウンロードするのが面倒なので､(1)(2)とも2009/7/1-2011/7/12の期間を分析対象とする｡
2.概況
上記期間での各年の最大需要電力量(ピーク電力需要量 万kW)は下記の通り｡2011年は震災､原発によって夏ではなく､2/14がピークとなっている｡
2009/7/30 Thu 14:00 5450
2010/7/23 Fri 14:00 5999
2011/2/14 Mon 17:00 5150 参考)2011/7/11 Mon 14:00 4594
･需要量の多い時間帯
右の図をみるとわかるように､夏期では10-18時ごろにピークがある｡
2011/2/14という冬期においては､真昼ではなく､8時､18時ごろにピークがある｡
2010年7月と比べて2011年7月はピーク部分が1500万kw程度減少｡朝晩も300万kw程度減少している｡
図 各年のピーク電力量を記録した日の時刻別電力需要量
各日について､最高気温と最高需要電力量をプロット｡年によって色分けした｡各年とも20度を境にしたV字カーブ｡夏は冷房､冬は暖房用に電力が消費されていることが推察できる｡
→暖房に電気を用いるのは無駄
原発では発生した熱の4割程度しか電気に変換できない｡つまり､6割の熱は捨てている｡送電によるロスもある｡火力発電所でも65%程度の効率｡熱と電気の供給を組み合わせたコジェネなどを推進すべき｡
赤は2011年｡温度の低い部分では2009-10年とほぼかわらないが､それよりも高い部分､つまり3月以降は､やはり需要量は減少している｡
図 最高気温と最高需給電力量
3.夏期の電力需要量の推定
上記のように夏と冬では電力の消費パターンが異なるので､2009,10,11年の5月から10月のデータを用いて､各日の最大需要電力を説明するモデルを推定する｡
前述のように電力量は1時間毎の値が得られているが､気象データについては1日の平均､最高などしか入手していない｡このため､各日の最大電力を従属変数とする｡現在､供給量が十分かが問題なので､ピーク電力量の規定要因を分析することには重要な意味がある｡
･各種の要因が作用すると考えられるが､入手もしくは予想値を設定しやすい変数を用いることとする｡
気象データ 最高気温､湿度､風速､降雨量
暦データ 年､月､曜日 2011/3/11後 ダミー変数
･結果
モデルのあてはまりは､修正R2=0.876と単純なモデルにしては良好｡残差の大きいものでは564万kwがあったが､これは気温が低いため暖房が増加した10月の日付｡ここでは､夏を考えているので､これは無視｡モデルや変数の定義を行えば､通年データでも推定できるはずだが､とりあえずこの結果で｡
下が推定結果｡統計的に0でない係数には*がついている｡
最高気温が1度上がると電力需要量は90.75万kW増加する｡
湿度が1%上昇すると9.60万kW増加｡風や降雨量は関係ない｡
3/11の震災以降平均して電力需要は228万kW減少している｡
5月を基準とすると､7-9月は需要量が増加｡特に8月は314万kW増加｡
日曜を基準にすると､平日は需要量が増加｡特に火曜は492万kW増加｡
時間帯では14時が+236｡
表 最大需要電力量についての回帰分析の結果
| 推定値スイテイチ | t値アタイ | 有意水準ユウイスイジュン | ||
| 切片セッペン | 466.69 | 2.24 | ** | |
| 気象キショウ | 最高気温サイコウキオン | 90.75 | 14.76 | *** |
| 湿度シツド | 9.60 | 4.71 | *** | |
| 最大風速サイダイフウソク | -13.91 | -1.27 | ||
| 降雨量コウウリョウ | -0.93 | -0.70 | ||
| 暦コヨミ | 3/11以後イゴダミー | -228.42 | -4.15 | *** |
| 2010年ネンダミー | 311.44 | 7.45 | *** | |
| 6月ガツ | -93.48 | -1.57 | ||
| 7月ガツ | 223.19 | 2.89 | *** | |
| 8月ガツ | 314.15 | 3.74 | *** | |
| 9月ガツ | 156.41 | 2.06 | ** | |
| 月曜ゲツヨウ | 437.64 | 6.38 | *** | |
| 火曜カヨウ | 492.88 | 7.01 | *** | |
| 水曜スイヨウ | 470.75 | 6.68 | *** | |
| 木曜モクヨウ | 484.87 | 6.86 | *** | |
| 金曜キンヨウ | 450.63 | 6.21 | *** | |
| 土曜ドヨウ | 53.59 | 0.88 | ||
| 10時ジ | 89.74 | 0.54 | ||
| 11時ジ | 181.85 | 2.64 | *** | |
| 12時ジ | -367.03 | -1.34 | ||
| 13時ジ | 59.36 | 0.62 | ||
| 14時ジ | 236.87 | 3.78 | *** | |
| 16時ジ | 120.14 | 1.48 | ||
| 17時ジ | 47.83 | 0.35 | ||
| 18時ジ | 76.60 | 1.18 |
注)2009,10,11年の5月から9月の日次データ｡N= 293｡
Multiple R-squared: 0.885, Adjusted R-squared: 0.876
エクセルからペーストしたらふりがなもつけられてしまった｡
･グラフにしてみたのが下の図｡
推定に用いた5-9月の部分のみ示されている｡
黒､赤はそれぞれ電力需要量の実績値と内挿値｡青は最高気温×150｡
気温と電力需要量は相似形であること､実測値と内挿値はよく似ていることがわかる｡
図 電力需要量の実績値､内挿値､最高気温
･このモデルからの最大需要量の予測
このデータでの最高気温37.2度｡最高湿度 88%｡需要が最も大きくなる8月の火曜14時を想定して､上の推定式を用いると5494万kW｡
95%信頼区間は[5414,5574]
東電の設備については こちらにまとめた｡
最近の報道では 東電、7月末供給力を5680万キロワットに上方修正 | Reuters 記事によると8月末でも５５６０万kWとのことなので､このままの節電､経済水準を維持し､とてつもない高気温にならない限り不足することはないだろう｡
東電で現在稼働中の原発は柏崎刈羽原子力発電所/の1,5,6,7号(計500万kW)｡ちょっと頑張ればすぐに止めてもok｡今後､定期点検で停止しても問題はないだろう｡
4.結論
ピーク時は夏場の1日あたり数時間×数日｡それにあわせて原子力発電を増強するのではなく､ピークカットのための太陽光発電などと併用すると効果的だろう｡
現在のような遠隔地に巨大発電所を設置､電気を遠距離送電｡熱は捨てるという方式は無駄が多い｡コジェネなどで熱と電気の供給を行い資源を有効活用｡
節電などのおかげで､東電関内では電力が不足することはないだろう｡
5. 課題など
･モデルのあてはまりの改善｡
時系列構造の導入(暑い日が連続すると､､､､)など｡
･時刻ごとの推定｡
･東京以外の気象データの利用｡
･部門別の推定(データがあれば｡本当に産業の空洞化が懸念されるのか?)
6.追記
節電による産業への影響が喧伝されるが､7/29に発表された経産省の商業販売額は前年同月比+2.9%､鉱工業指数(生産)は -1.6%程度｡産業別に細かく見ると自動車などは落ち込みがあるが､全体で見るとさほどではないようである｡(節電による産業空洞化?)
7.追記2
訂正)この夏の最大電力は8/18(木)14-15時の4922万kW http://bit.ly/oqgWtu 私の予測は5494万kW｡ 予測よりも10%以上節電したということ｡冬はそもそも夏より1500万kW低いので余裕でok｡
7.追記2
訂正)この夏の最大電力は8/18(木)14-15時の4922万kW http://bit.ly/oqgWtu 私の予測は5494万kW｡ 予測よりも10%以上節電したということ｡冬はそもそも夏より1500万kW低いので余裕でok｡
